【正文】 WMIS 水文 水資源 監(jiān)控系統(tǒng) 水文水資源監(jiān)控 系統(tǒng) 解決方案 WMIS 水文 水資源 監(jiān)控系統(tǒng) 第 1 頁(yè) 共 30 頁(yè) 簡(jiǎn) 介 從上世紀(jì) 90 年代以來(lái)，隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)運(yùn)用于各行各業(yè)，人們對(duì)信息傳遞的要求越來(lái)越高，尤其是在水文監(jiān)測(cè)方面。 長(zhǎng)江上游水文水資源勘測(cè)局擔(dān)負(fù)自金沙江上游至長(zhǎng)江三峽主要干、支流的水行政主管、水文測(cè)驗(yàn)、工程測(cè)量、水下及陸地地形測(cè)繪、水文情報(bào)預(yù)報(bào)、水文資料整編和測(cè)驗(yàn)儀器設(shè)備的研制、維修和管理、水文水資源調(diào)查評(píng)價(jià)和勘查設(shè)計(jì)、水環(huán)境、大氣、噪聲監(jiān)測(cè)等工作， 長(zhǎng)江上游以山區(qū)性河流為主，有三大暴雨中心，災(zāi)害性洪水較多。測(cè)報(bào)系統(tǒng)除了為國(guó) 家防總、重慶市防汛辦、長(zhǎng)江防總、三峽工程及沿江省、地、市的 46 個(gè)防汛部門提供水情信息外，還為航運(yùn)、航道、供水、港務(wù)、碼頭等 70余個(gè)企事業(yè)單位提供水情服務(wù)。在這些大量的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)任務(wù)中，為實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸、匯總；提高水文監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的實(shí)時(shí)性、可靠性，采用先進(jìn)科技手段對(duì)水文監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)進(jìn)行改造已勢(shì)在必行。 我 公司針對(duì)水文監(jiān)控管理系統(tǒng)的具體特點(diǎn)，采用無(wú)線移動(dòng)遙測(cè)遙控技術(shù)設(shè)計(jì)了“ WMIS 無(wú)線移動(dòng)水文監(jiān)控系統(tǒng)”。它是一個(gè)綜合利用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、通信技術(shù)、 GPS 衛(wèi)星定位技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、 新型傳感技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)等構(gòu)成的無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)貼合各水文勘測(cè)站實(shí)際情況，無(wú)論其實(shí)用性、可靠性、技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性等方面都有許多創(chuàng)新。采用我公司自行開(kāi)發(fā)的多功能一體化監(jiān)控設(shè)備，能對(duì)水文勘測(cè)站現(xiàn)有的水位（溫）、流量、懸沙、懸顆、卵推、床沙、降水、蒸發(fā)等等各種設(shè)備和環(huán)境實(shí)行監(jiān)控，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的同時(shí)完成通信功能，提高了系統(tǒng)可靠性并有效降低了系統(tǒng)成本。大大提高長(zhǎng)江上游水文監(jiān)測(cè)的科學(xué)管理水平。 設(shè)計(jì)依據(jù) ●國(guó)標(biāo) GB4064《電氣設(shè)備安全設(shè)計(jì)導(dǎo)則》 ●國(guó)標(biāo) GB4889《電氣設(shè)備抗干擾特性》 ●公安部安全行 業(yè)標(biāo)準(zhǔn) GA/T7494安全防范系統(tǒng)通用圖形符號(hào) ●國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB5006292《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》 ●國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GBJ6390《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》 ●國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB5021794《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》 WMIS 水文 水資源 監(jiān)控系統(tǒng) 第 2 頁(yè) 共 30 頁(yè) ●國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB5016992《電氣裝置安裝工程》 ●行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL40891《電業(yè)安全工作規(guī)范》 ● TEC《電工電子標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范手冊(cè)》 主要功能 WFSU無(wú)線移動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)控系統(tǒng)中具有準(zhǔn)確、及時(shí)、智能化、可靠性高等特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在以下方面： ●運(yùn)行方面 : 通過(guò) 手機(jī)或 WEB 頁(yè)面全面、實(shí)時(shí)的查詢長(zhǎng)江上游的所有水文勘測(cè)站的各采集量的狀態(tài)情況。 ●維護(hù)方面：監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)時(shí)上傳的告警信息和實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，進(jìn)行系統(tǒng)故障自診斷，確定系統(tǒng)的故障范圍或故障發(fā)生點(diǎn)，為維護(hù)人員準(zhǔn)確、快速的處理故障提供極大的幫助。配備了 UPS 電源，保證監(jiān)控系統(tǒng)在斷電時(shí)也可正常工作一段時(shí)間。 ●組網(wǎng)功能：由于系統(tǒng)平臺(tái)的先進(jìn)性，監(jiān)控系統(tǒng)可以非常容易的把各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)組成一個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，所有數(shù)據(jù)信息都可集中到客戶數(shù)據(jù)庫(kù)中，由預(yù)報(bào)中心的技術(shù)人員進(jìn)行處理，并通過(guò)一個(gè) WEB頁(yè)面上進(jìn)行顯示。 系統(tǒng)構(gòu)成 系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次 WMIS 長(zhǎng)江上游水文水資源監(jiān)控系統(tǒng)，可以把某一區(qū)域 (LSC)的所有水文勘測(cè)站監(jiān)控信息集中在一個(gè)監(jiān)控中心（ CSC），進(jìn)行統(tǒng)一的管理。其層次結(jié)構(gòu)圖如下： WMIS 水文 水資源 監(jiān)控系統(tǒng) 第 3 頁(yè) 共 30 頁(yè) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總圖 如上述結(jié)構(gòu)總圖所示： FSU(Field FSUpervision Unit) —— 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元是直接面向水文監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)采集、處理的監(jiān)控層次，包含采樣、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)中繼、通訊等功能。 LSC(Local FSUpervision Center) —— 區(qū)域監(jiān)控中心 區(qū)域監(jiān)控中心（如：宜賓水文中心、江口水文中心等）面向區(qū)域內(nèi)水文監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)象管理，通過(guò) A 接口連接、包含區(qū)域內(nèi)所有現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元，是監(jiān)控系統(tǒng)核心層次，在此層次上監(jiān)控系統(tǒng)的功能可以基本體現(xiàn)。 CSC（ Central FSUpervision Center） —— 集中監(jiān)控中心 集中監(jiān)控中心（即：長(zhǎng)江上游水文水資源勘測(cè)局預(yù)報(bào)中心）是面向多個(gè)區(qū)域監(jiān)控中心的高級(jí)監(jiān)控層次，通過(guò)開(kāi)放的數(shù)據(jù)協(xié)議（ B 接口），與下屬的多個(gè)區(qū)域監(jiān)控中水文站 1 基站 1 CSC 區(qū)域 LSC 區(qū)域 LSC B 接口 A 接口 FSU FSU FSU 水文站 2 水文站 N 水文站 WMIS 水文 水資源 監(jiān)控系統(tǒng) 第 4 頁(yè) 共 30 頁(yè) 心連接。 系統(tǒng)是在邏輯上分成了三層的： CSC， LSC， FSU。但是，嚴(yán)格說(shuō)來(lái)在 WMIS 水文集中監(jiān)控系統(tǒng)中 LSC 和 CSC 除了在地理位置有區(qū)別外，并不存在任何差別，他們僅僅從權(quán)限上進(jìn)行區(qū)別。 CSC 擁有最高權(quán)限，它監(jiān)控著它所屬的 LSC 的所有可監(jiān)控的內(nèi)容，并將所有數(shù)據(jù)傳給客戶數(shù)據(jù)中心。 系統(tǒng)構(gòu)成 WMIS長(zhǎng)江上游水文集中監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式集散控制方式，類似金字塔結(jié)構(gòu)，采取多級(jí)監(jiān)控中心自下而上逐級(jí)匯接而成，每個(gè)級(jí)別的監(jiān)控中心連接成一對(duì)多的監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為三部分：集中監(jiān)控中心 —— 傳輸網(wǎng)絡(luò) —— 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元。 集中監(jiān)控中心 集中監(jiān)控中心主 要功能為，實(shí)時(shí)監(jiān)控長(zhǎng)江上游水文勘測(cè)站各測(cè)量設(shè)備狀態(tài)及環(huán)境量，對(duì)安裝在水文站的一體化多功能監(jiān)控設(shè)備 WFSU100 實(shí)時(shí)上傳的各種信息、數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析處理，通過(guò)文字、圖形、聲音等各種人機(jī)接口方式，真實(shí)表現(xiàn)監(jiān)控對(duì)象的當(dāng)前狀態(tài)，按照運(yùn)維要求保存歷史數(shù)據(jù)、告警信息以及進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析等。 集中監(jiān)控中心可接受管理維護(hù)人員由通過(guò)文字、圖形、聲音等各種人機(jī)接口方式或手機(jī)發(fā)出的控制命令，轉(zhuǎn)發(fā)給 WFSU100 并監(jiān)督其執(zhí)行。 集中監(jiān)控中心主要由數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用服務(wù)器、 Web 瀏覽器以及手機(jī)、有線和無(wú)線瀏覽器等組成，網(wǎng)上運(yùn)行 TCP／ IP 協(xié)議，并可與水文預(yù)報(bào)中心內(nèi)部局域網(wǎng)相連，將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)適時(shí)倒給客戶服務(wù)器，符合信息產(chǎn)業(yè)部有關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)總體技術(shù)要求。 WMIS長(zhǎng)江上游水文集中監(jiān)控系統(tǒng)中的集中監(jiān)控中心已不再是傳統(tǒng)意義上的那種固定不變、二十四小時(shí)有人值守的監(jiān)控站，它可以是手機(jī)、無(wú)線瀏覽器，也可以是有線瀏覽器，查詢、了解監(jiān)控中心的信息不再受時(shí)間地點(diǎn)的限制，為獲得各水文勘測(cè)站的實(shí)時(shí)上傳的數(shù)據(jù)信息提供了更直接、更方便的手段。 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元為獨(dú)立監(jiān)控子系統(tǒng)，主要設(shè)備是一體化多功能監(jiān)控設(shè)備 WFSU100。它可以采集水文站的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)及環(huán)境 參數(shù)，并將數(shù)據(jù)定期上傳集中監(jiān)控中心，即可接收并執(zhí)行集中監(jiān)控中心發(fā)送來(lái)的遙控命令，也可以按照預(yù)先設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行 WMIS 水文 水資源 監(jiān)控系統(tǒng) 第 5 頁(yè) 共 30 頁(yè) 自動(dòng)控制。 傳輸方式 集中監(jiān)控中心與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元之間的傳輸方式多種多樣，可以采用超級(jí)互動(dòng)短信、 SMS、 GPRS三種傳輸方式 ,確保傳輸?shù)姆€(wěn)定性。 系統(tǒng)工作原理 工作原理圖 由圖可知，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備 WFSU100 將采集到的檢測(cè)設(shè)備或智能設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲(chǔ)、解析、運(yùn)算后，實(shí)時(shí)上傳到 GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)上，經(jīng)過(guò)應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、 Web 服務(wù)器上的程序處理后，這時(shí)作為監(jiān)控中心的手機(jī)、瀏覽 器通過(guò) GSM/GPRS或 INTERNET 就可直接瀏覽、查詢各水文站的水位（溫）、流量、懸沙、懸顆、卵推、床沙、降水、蒸發(fā)等監(jiān)控對(duì)象的參數(shù)和狀態(tài)。而手機(jī)、瀏覽器等發(fā)出的有權(quán)限的控制命令通過(guò)同樣程序由 GSM/GPRS轉(zhuǎn)發(fā)給一體化多功能監(jiān)控設(shè)備 WFSU100執(zhí)行。 集中監(jiān)控中心 WFSU100 水位（溫） 流量 懸沙 懸粒 卵推 床沙 降水 傳 輸 網(wǎng) 絡(luò) INTERNET GSM/GPRS Web服務(wù)器 應(yīng)用服務(wù)器 手機(jī) 無(wú)線瀏覽器 有線瀏覽器 DB 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元 系統(tǒng)工作原理圖 WMIS 水文 水資源 監(jiān)控系統(tǒng) 第 6 頁(yè) 共 30 頁(yè) WEB 服務(wù)器包含了三方面的內(nèi)容：作為監(jiān)控界面的網(wǎng)頁(yè)、下載到瀏覽器運(yùn)行的JAVA APPLET 和 WEB 服務(wù)器系統(tǒng)。 監(jiān)控網(wǎng)頁(yè)可分為兩類 ： （ 1）需動(dòng)態(tài)更新的頁(yè)面，這類頁(yè)面是由 JAVA APPLET 創(chuàng)建并維護(hù)的窗口，用于顯示實(shí)時(shí)監(jiān)控對(duì)象圖，窗口內(nèi)容由從 WEB 下載的背景圖和從 PTP 收到的頁(yè)面信息組成。 （ 2）靜態(tài)頁(yè)面，這類頁(yè)面主要用于查